計画研究
ベクトルビームや補償光学等の光学技術を活用し、多光子顕微鏡法の高度化を推進した。特に、新規超短光パルスレーザー光の導入により、2波長励起2波長蛍光計測の4チャンネルの高速蛍光イメージングの研究開発を推進した。この際、蛍光チャネルについては、線形アンミキシングを用いることで、シグナル分離能を向上させ、最大4種類の細胞内分子の動態を明瞭に3次元ライブイメージングすることに成功した。また、領域内の研究を推進し、ナノ薄膜技術を導入することで、独自の透明化処理をした固定マウス脳標本のイメージングや、生体脳深部in vivoイメージングにおいて、空間分解能を低下させることなくその適用可能範囲を拡張することに成功した。また、本顕微鏡を用いた研究領域の内外との共同研究を推進し、動物細胞や植物細胞のモデルの細胞分裂における細胞骨格動態の新たな知見を得た。偏光分布に加え、強度分布と位相分布を変えながらベクトルビームを強く集光する条件下での光スポットの数値シミュレーションを行った。明るい光スポットと暗い光スポットのふたつの光スポットの包絡線の不一致が小さくなる条件を求めて、ふたつの画像の差引による超解像顕微鏡への適用を進め、共焦点顕微鏡において100nm程度の空間分解能を得ることができた。また、ベクトルビームの特異的な特性のひとつである針状の光スポットについて、これまで数μmであった長さを15μm程度まで伸ばすことに成功した。また、位相と強度分布を制御した光ビームによる薄膜加工の可能性の検討を進め、厚さが35nmのシリコン薄膜の微細加工に成功した。この厚みの薄膜は電子の透過率が高いため、加工した薄膜は電子波に対する位相素子として機能することを実証した。この素子は光と電子の両方に対してビーム変換素子として機能するため、光と電子の波長ギャップを埋める新しい顕微鏡の開発に有効であると期待される。
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
すべて 2020 2019 その他
すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (15件) (うち国際共著 4件、 査読あり 13件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (57件) (うち国際学会 16件、 招待講演 25件) 備考 (5件)
ACS Omega
巻: 5 ページ: 2473～2476
10.1021/acsomega.9b04070
PLoS ONE
巻: 15 ページ: e0227650-1～16
10.1371/journal.pone.0227650
光アライアンス
巻: 印刷中 ページ: －
Journal of Optics
巻: 22 ページ: 25603
10.1088/2040-8986/ab61c9
Current Biology
巻: 29 ページ: 4060～4070.e3
10.1016/j.cub.2019.09.049
App. Phys. Express
巻: 12 ページ: 082002-1～5
10.7567/1882-0786/ab2c2a
Biomed. Opt. Express
巻: 10 ページ: 3104～3113
10.1364/BOE.10.003104
proc. IEEE/ACM Transactions on Computational Biology and Bioinformatics
巻: － ページ: 1～9
10.1109/TCBB.2019.2919015
Front. Phys.
巻: 7 ページ: 56-1～56-9
10.3389/fphy.2019.00056
BioXriv
巻: － ページ: 507426-1～32
10.1101/507426
Cell
巻: 177 ページ: 1346～1360.e24
10.1016/j.cell.2019.04.007
Optics Express
巻: 27 ページ: 20958-64
10.1364/OE.27.020958
Scientific Reports
巻: 9 ページ: 11687-1～-10
10.1038/s41598-019-48265-3
OSA Continuum
巻: 2 ページ: 2891-2900
10.1364/OSAC.2.002891
RSC Advances
巻: 9 ページ: 38882-38890
10.1039/c9ra06167c
https://www.excells.orion.ac.jp/member
https://www.nips.ac.jp/bp/
https://www.es.hokudai.ac.jp/labo/mcb/
http://satolab.tagen.tohoku.ac.jp/
http://nic.es.hokudai.ac.jp/
